CN207998522U

CN207998522U - 一种填料型农村污水一体化处理装置

Info

Publication number: CN207998522U
Application number: CN201721217806.1U
Authority: CN
Inventors: 周少奇; 王田天; 周炎午
Original assignee: GUIZHOU MOUNTAINOUS RESOURCES INSTITUTE; Guangzhou Aolei Bay Environmental Protection Science And Technology Ltd Co; South China University of Technology SCUT
Current assignee: GUIZHOU MOUNTAINOUS RESOURCES INSTITUTE; Guangzhou Aolei Bay Environmental Protection Science And Technology Ltd Co; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2027-09-21

Abstract

本实用新型公开了一种填料型农村污水一体化处理装置。该装置包括厌氧池（1）、缺氧池（2）、好氧池（3）和沉淀池（4）；所述厌氧池（1）、缺氧池（2）、好氧池（3）和沉淀池（4）处于同一壳体内，且每个池通过隔板分隔开，通过在好氧池添加纤维式组合填料（5），增强好氧区的硝化能力。基于该装置的处理工艺包括步骤：（1）厌氧池释磷；（2）缺氧池同步脱氮除磷；（3）好氧池硝化并吸磷；（4）沉淀池沉淀；（5）溢流排水。本实用新型设备结构简洁，自动化程度高，处理效果好，出水水质稳定，增加填料后通过生物膜的作用硝化效果明显提高，并可节省能耗，适用于农村生活污水的处理以及针对旧设备硝化作用能力不足情况的升级改造。

Description

一种填料型农村污水一体化处理装置

技术领域

本实用新型属于城市污水处理技术领域，具体涉及一种填料型农村污水一体化处理装置。

背景技术

伴随着经济的高速发展，城镇化和工业化速度的加快，环境污染问题严重影响着农村的生态环境，农民的身体健康以及农产品的安全。据莫欣岳⁰等人的研究显示，全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96％的村庄没有排水渠道和污水处理***，大部分生活污水未经处理直接排放；生活垃圾因缺乏统一回收处理途径而被随意露天堆放，绝大部分最终进入水体。这些都导致了农村河流水质急剧下降，直接威胁农村居民的饮用水安全。根据贺靖⁰等人对宁夏的调研显示，目前我国对于农村生活污水的主要处理方式为人工湿地，蚯蚓生物滤池和土壤渗滤技术等，以上处理方法虽可以处理部分的污染物，但是无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。(文献出处：[1]莫欣岳,李欢,杨宏,等.新形势下我国农村水污染现状、成因与对策[J].世界科技研究与发展,2016,38(5):1125-1129.[2]贺婧,李小宇,罗玲玲,等.宁夏农村生活污水处理***现状调查与问题分析[J].中国农村水利水电,2016(6):123-127.)

反硝化聚磷菌的技术理论是利用反硝化聚磷菌以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受体，进行同步脱氮除磷。在厌氧，缺氧交替运行的环境中，比较容易富集具有反硝化除磷作用的兼性微生物。研究表明，适当扩大缺氧池的体积有利于反硝化聚磷菌的富集，但是在池体大小固定的条件下，扩大缺氧池的体积间接减小了好氧池的体积，不利于硝化作用的进行。为了更好的解决农村散户生活污水污染环境的问题，本实用新型通过增加缺氧混合液回流，克服了在A2/O中，反硝化聚磷菌不能够得到有效富集的问题，在一定程度上缓解了生物脱氮和生物除磷直接的矛盾；通过在好氧区添加纤维式组合填料，为微生物附着提供了巨大的表面积，形成生物膜后强化了好氧区微生物的硝化作用，另外，由于采用生物膜，可以大大降低农村污水处理的运行成本。

实用新型内容

本实用新型目的针对现有农村污水处理技术不足，所处理的生活污水无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。目前农村生活污水主要通过沼气池，生态滤池等方法进行处理，其问题在于占地面积大，处理效果较差。在不增加反应器体积的前提下，设计开发出占地面积小，工艺简洁，可充分利用碳源，高效脱氮除磷的一种填料型农村污水一体化处理装置。

本实用新型目的通过如下技术方案实现。

一种填料型农村污水一体化处理装置，包括厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池；所述厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池处于同一壳体内，且每个池通过隔板分隔开；

所述好氧池分为第一好氧池和第二好氧池；

所述厌氧池与缺氧池通过隔板分隔开，分隔厌氧池与缺氧池的隔板底部设置有第一过水涧，污水处理过程中的污水通过第一过水涧从厌氧池流入缺氧池；

所述缺氧池与第一好氧池通过隔板分隔开，分隔缺氧池与第一好氧池的隔板的中部设置有第二过水涧，污水处理过程中的污水通过第二过水涧从缺氧池流入第一好氧池；分隔第一好氧池与第二好氧池的隔板设置有第三过水涧，污水处理过程中的污水通过第三过水涧从第一好氧池流入第二好氧池；

所述沉淀池与第二好氧池通过隔板分隔开，分隔沉淀池与第二好氧池的隔板中上部设置有布水管，且布水管均匀分布于同一平面上，污水处理过程中的污水通过布水管从第二好氧池向沉淀池垂直向下进水，保证沉淀池的沉淀效率；

所述厌氧池的底部设置有第一机械搅拌装置；所述缺氧池的底部设置有第一曝气头和第二机械搅拌装置；所述缺氧池还设置有排空口；所述缺氧池还通过第一回流管道和第一回流泵与厌氧池连接；

所述第一好氧池和第二好氧池的底部均设置有均匀排布的第二曝气头，每排曝气头均通过单独气阀控制曝气量；所述第二好氧池还通过第二回流管道和第二回流泵与缺氧池连接；

所述第一好氧池和第二好氧池的设置有均匀排布的纤维式组合填料。

所述沉淀池为平流式沉淀池；所述沉淀池底部设置有3个集泥斗；所述集泥斗平行于水流方向，且各集泥斗内部均分别***一排泥管；所述排泥管垂直于水流方向；排泥管一端均伸出沉淀池的底部，伸出端合并为一个出口后通过三通连通，三通的一条通道与排泥井连通，三通的另一条通道通过第三回流管和第三回流泵与厌氧池连接；

三条排泥管合三为一既有利于均匀排泥，又方便操作，避免了污泥在三个集泥斗中不均匀分布而导致出水悬浮物升高；

设备的进水口设置在厌氧池前端，设备的出水口设置在沉淀池的后端，靠近设备出水口处设置有出水堰，出水堰前设置有挡板以截留水面浮渣。

进一步地，所述集泥斗为倒棱台状，上底与下底的长度比为2:1；倒棱台的形状可以有效地集中污泥，避免产生排泥死角，从而导致因池体污泥残留使得二沉池反硝化以致污泥上浮，影响工艺的出水稳定性。

进一步地，所述出水堰的形状为锯齿状。

进一步地，所述好氧池中第二好氧池纤维式组合填料的分布比第一好氧池中的分布密集。

进一步地，所述第二好氧池末端出水中的溶解氧在1.0mg/L-1.5mg/L之间。

进一步地，所述排泥管***集泥斗的部分等距离开均匀开有小孔，有利于集泥斗中的污泥均匀的流入排泥管中，不会形成因排泥不均匀而导致的污泥残留、堆积。

进一步地，所述厌氧池内通过缺氧-厌氧回流富集含有反硝化聚磷菌；所述缺氧池内含有反硝化细菌和反硝化聚磷菌；所述好氧池内含有硝化菌和反硝化聚磷菌。

基于上述设备的填料型农村污水一体化处理工艺，包括如下步骤：

(1)厌氧池释磷：农村生活污水通过进水口进入厌氧池，在厌氧池中通过反硝化聚磷菌完成释磷；

(2)缺氧池反硝化脱氮：厌氧池释磷后的污水通过第一过水涧进入缺氧池，缺氧池中的反硝化细菌利用污水中的COD作为碳源对硝酸盐进行反硝化，实现脱氮；

(3)好氧池硝化吸磷：缺氧池中脱氮后的污水按回流比120％-150％通过第一回流管道和第一回流泵回流至厌氧池，剩余的污水通过第二过水涧进入好氧池，在好氧池中硝化细菌的硝化作用下，氨氮转化为硝酸盐态的氮，并完成好氧吸磷；

(4)沉淀池沉淀：好氧池硝化作用后的污水按回流比200％通过第二回流管道和第二回流泵从第二好氧池回流至缺氧池，剩余的污水通过布水管流入沉淀池中，污水在沉淀池中平流，并由于污泥自身重力完成污泥沉淀；

(5)溢流排水：沉淀池中沉淀的污泥通过集泥斗收集后，污泥按回流比70％-80％通过第三回流管和第三回流泵回流至厌氧池，剩余的污泥排入排泥井；泥水分离后的处理水通过出水堰溢流并从出水口排出。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型设备构造简洁，易于操作，占地面积小；每个池在同一壳体内完成，便于管理；且沉淀池利用重力进行泥水的有效分离不需增加运行耗能，降低了运行成本；

(2)本实用新型增加了反硝化聚磷菌在厌氧池的停留时间，并且降低了硝酸盐在厌氧池对反硝化聚磷菌释磷的影响；

(3)本实用新型针对农村生活污水低碳源的特点，充分利用污水中的COD，并缓解了聚磷菌和反硝化细菌的竞争关系，提高了脱氮除磷的效率；

(4)本实用新型在好氧池中增加纤维式组合填料，挂膜成功后有效地提高了硝化作用的效率。

(5)基于本实用新型设备的水处理工艺对COD、TP和TN的处理效果较好，出水COD可达到20mg/L以下，总磷出水0.5mg/L以下，出水氨氮2.0mg/L以下，各项出水水质指标均达到并高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

附图说明

图1为本实用新型一种填料型农村污水一体化处理装置的平面结构示意图

图2为实施例1中处理实际污水对COD的去除效果图；

图3为实施例1中处理实际污水对氨氮的去除效果图；

图4为实施例1中处理实际污水对总氮的去除效果图；

图5为实施例1中处理实际污水对总磷的去除效果图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型所要求保护的范围并不局限于具体实施方案中所描述的范围。

本实用新型一种填料型农村污水一体化处理装置的结构示意图如图1所示，依次包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池和沉淀池4；厌氧池1、缺氧池2、好氧池和沉淀池4处于同一壳体内，且每个池通过隔板分隔开；好氧池分为第一好氧池3-1和第二好氧池3-2；厌氧池1内含有反硝化聚磷菌；缺氧池2内含有反硝化细菌和反硝化释磷菌；好氧池内含有硝化菌和反硝化聚磷菌；

厌氧池1与缺氧池2通过隔板分隔开，分隔厌氧池1与缺氧池2的隔板底部设置有第一过水涧7，污水处理过程中的污水通过第一过水涧7从厌氧池1流入缺氧池2；

缺氧池2与第一好氧池3-1通过隔板分隔开，分隔缺氧池2与第一好氧池3-1的隔板的中部设置有第二过水涧8，污水处理过程中的污水通过第二过水涧8从缺氧池2流入第一好氧池3-1；

分隔第一好氧池3-1与第二好氧池3-2的隔板设置有第三过水涧9，污水处理过程中的污水通过第三过水涧9从第一好氧池3-1流入第二好氧池3-2；所述第一好氧池3-1和第二好氧池3-2的设置有均匀排布的纤维式组合填料5。

沉淀池4与第二好氧池3-2通过隔板分隔开，分隔沉淀池4与第二好氧池3-2的隔板中上部设置有布水管10，且布水管10均匀分布于同一平面上，污水处理过程中的污水通过布水管10从第二好氧池3-2向沉淀池4垂直向下进水；

厌氧池1的底部设置有第一机械搅拌装置11；缺氧池2的底部设置第二机械搅拌装置12；缺氧池2还设置有排空口13；缺氧池2还通过第一回流管道14和第一回流泵15与厌氧池1连接；

第一好氧池3-1和第二好氧池3-2的底部均设置有均匀排布的曝气头16，每排曝气头均通过单独气阀控制曝气量；第二好氧池3-2还通过第二回流管道17和第二回流泵18与缺氧池2连接；

沉淀池4为平流式沉淀池；沉淀池4底部设置有3个集泥斗；集泥斗为倒棱台状，上底与下底的长度比为2:1；集泥斗平行于水流方向，且各集泥斗内部均分别***一排泥管；排泥管***集泥斗的部分等距离开均匀开有小孔；排泥管20垂直于水流方向；3条排泥管一端均伸出沉淀池4的底部，伸出端合并为一个出口后通过三通连通，三通的一条通道与排泥井21连通，三通的另一条通道通过第三回流管22和第三回流泵23与厌氧池1连接；

设备的进水口6设置在厌氧池1前端，设备的出水口24设置在沉淀池4的后端，靠近设备出水口处设置有出水堰25，出水堰25的形状为锯齿状。

实施例1

采用上述填料型农村污水一体化处理装置处理进行农村生活污水的处理，设备整体实用钢板质地，装置内部隔板使用4mm钢板，外部站板使用6mm钢板，底板采用8mm钢板，装置焊缝采用双面焊，去除毛刺飞边，无渗漏。

处理工艺包括如下步骤：

(1)农村生活污水通过进水口6进入厌氧池1，在厌氧池1中通过释磷菌完成释磷；

(2)厌氧池1释磷后的污水通过第一过水涧7进入缺氧池2，缺氧池2中的反硝化细菌利用污水中的COD作为碳源对硝酸盐进行反硝化，实现脱氮；

(3)缺氧池2脱氮后的污水按回流比150％通过第一回流管道14和第一回流泵15回流至厌氧池，剩余的污水通过第二过水涧8进入好氧池，在硝化细菌的硝化作用下，氨氮转化为硝酸盐态的氮，并完成好氧吸磷；

(4)好氧池硝化作用后的污水通过第二回流管道17和第二回流泵18从第二好氧池3-2回流至缺氧池，剩余的污水通过布水管流入沉淀池4中，污水在沉淀池4中平流并完成污泥沉淀；

(5)沉淀池4中沉淀的污泥通过集泥斗收集后，污泥回流通过第三回流管22和第三回流泵23回流至厌氧池1，剩余的污泥排入排泥井；泥水分离后的处理水通过出水堰25溢流并从出水口24排出。

农村生活污水的平均进水氨氮浓度为27.38mg/L，平均进水总氮浓度为32.74mg/L，平均进水总磷浓度为3.65mg/L，平均进水COD浓度为241.20mg/L；污水在整个一体化设备的水力停留时间为8h。

对比添加纤维式组合填料前后装置对于氨氮，总氮，总磷，COD的去除效果，每个工况考察期为30d，单因素实验结果如下：

(1)在无添加纤维式组合填料的条件下，运行条件为：缺氧池混合液回流比R＝150％，好氧池混合液回流比R₁＝200％，污泥回流比R₂＝80％，污水进入厌氧池的流速为2m³/h，污水在整个一体化设备的水力停留时间为8h；当缺氧池体积增大的条件下，运行稳定后，氨氮的平均去除率为85.33％，总氮的平均去除率为61.79％，总磷的平均去除率为85.46％，COD的平均去除率为90.31％。

(2)在添加纤维式组合填料的条件下，运行条件为：缺氧池混合液回流比R＝150％，好氧池混合液回流比R₁＝200％，污泥回流比R₂＝80％，污水进入厌氧池的流速为2m³/h，污水在整个一体化设备的水力停留时间为8h；当缺氧池体积增大的条件下，运行稳定后，氨氮的平均去除率为90.47％，总氮的平均去除率为70.96％，总磷的平均去除率为86.48％，COD的平均去除率为92.46％。

实施效果

根据以上单因素实验考察填料型农村污水一体化处理装置的处理结果，当处理量为48t/d，缺氧池混合液回流比R＝150％，好氧池混合液回流比R₁＝200％，污泥回流比R₂＝80％，污水进入厌氧池的流速为2m³/h，污水在整个一体化设备的水力停留时间为8h，考察农村生活污水一体化处理设备处理污水的处理效果，考察时间为30d。

1、COD的去除效果

COD的去除效果如图4所示，由图4可知，进入装置的污水中COD浓度较低，其中进水最高COD浓度为324mg/L，进水最低COD浓度为135mg/L，平均进水COD浓度为200.3mg/L；而出水COD最高浓度为25.1mg/L，最低COD浓度为8.5mg/L，平均出水COD浓度为14.29mg/L，平均去除率为92.46％，远优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

COD是污水处理工艺中微生物生长的碳源，在进行污水的脱氮除磷作用时，反硝化脱氮菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件时，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应；而实现除磷作用的聚磷菌需要主动吸收由厌氧发酵产酸菌转化水中有机物成为的乙酸苷，这也会消耗碳源。

基于本实用新型农村生活污水一体化处理设备的工艺对于COD具有非常好的去除效果，其中的碳源已经被高效的利用。

2、氨氮和总氮的去除效果

氨氮的去除效果如图2，由图2可知，进入装置的污水的总氮以氨氮为主，其中进水最高氨氮浓度为35.12mg/L，进水最低氨氮浓度为20.73mg/L，平均进水氨氮浓度为27.39mg/L；经过好氧池活性污泥中硝化细菌的硝化作用后，其出水氨氮最高浓度为3.92mg/L，最低氨氮浓度为1.07mg/L，平均出水氨氮浓度为2.95mg/L，平均氨氮去除率为90.47％，远优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

总氮的去除效果如图3所示，由图3可知，进水最高总氮浓度为39.35mg/L，进水最低总氮浓度为22.30mg/L，平均进水总氮浓度为31.34mg/L，经过微生物的反硝化脱氮过程后，其出水总氮最高浓度为12.01mg/L，最低总氮浓度为5.98mg/L，平均出水总氮浓度为8.99mg/L，平均总氮去除率为70.96％，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

可见本实用新型脱氮效果优异，且对比起无添加纤维式组合填料而言，氨氮的去除率由85.33％提高到90.47％，总氮去除率由61.79％提高到70.96％。这是由于添加纤维式组合填料后，组合填料为硝化细菌提供了较大的栖息空间，挂膜成功后，强化了好氧区的硝化作用。与此同时，其巨大的比表面积使得硝化细菌对氧气的利用率有所提高，减少了好氧回流对缺氧区的不利影响，提高了反硝化作用的效率。

3、总磷的去除效果

总磷的去除效果如图5所示，由图5可知，进入装置的污水中总磷浓度波动较大，其中进水最高总磷浓度为5.84mg/L，进水最低总磷浓度为2.22mg/L，平均进水总磷浓度为3.66mg/L；而出水总磷最高浓度为0.49mg/L，最低总磷浓度为0.36mg/L，平均出水总磷浓度为0.45mg/L，平均去除率为86.74％，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

基于本实用新型农村生活污水一体化处理设备的工艺对于总磷具有非常好的去除效果。

综上所述本实用新型农村生活污水一体化处理设备以及工艺对目标污染物COD，总氮，总磷有很好的去除效果，其中平均出水COD浓度为14.29mg/L，平均出水总氮浓度为8.99mg/L，平均出水总磷浓度为0.45mg/L，各项出水达到并优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

Claims

1.一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，包括厌氧池（1）、缺氧池（2）、好氧池和沉淀池（4）；所述厌氧池（1）、缺氧池（2）、好氧池和沉淀池（4）处于同一壳体内且通过隔板分隔开；

所述好氧池分为第一好氧池（3-1）和第二好氧池（3-2）；

所述厌氧池（1）与缺氧池（2）通过隔板分隔开，分隔厌氧池（1）与缺氧池（2）的隔板底部设置有第一过水涧（7），污水处理过程中污水先经过进水口（6）进入厌氧池，再通过第一过水涧（7）从厌氧池（1）流入缺氧池（2）；

所述缺氧池（2）与第一好氧池（3-1）通过隔板分隔开，分隔缺氧池（2）与第一好氧池（3-1）的隔板的中部设置有第二过水涧（8），污水处理过程中的污水通过第二过水涧（8）从缺氧池（2）流入第一好氧池（3-1）；

所述第一好氧池（3-1）与第二好氧池（3-2）的隔板设置有第三过水涧（9），污水处理过程中的污水通过第三过水涧（9）从第一好氧池（3-1）流入第二好氧池（3-2）；

所述沉淀池（4）与第二好氧池（3-2）通过隔板分隔开，分隔沉淀池（4）与第二好氧池（3-2）的隔板中上部设置有布水管（10），且布水管（10）于同一水平面均匀分布，污水处理过程中的污水通过布水管（10）从第二好氧池（3-2）向沉淀池（4）垂直向下进水；

所述厌氧池（1）的底部设置有第一推流式搅拌器（11）；所述缺氧池（2）的底部设置第二推流式搅拌器（12）；所述缺氧池（2）还设置有排空口（13）；所述缺氧池（2）还通过第一回流管道（14）和第一回流泵（15）与厌氧池（1）连接；

所述第一好氧池（3-1）和第二好氧池（3-2）的底部均设置有均匀排布的曝气头（16）；所述第一好氧池（3-1）和第二好氧池（3-2）的设置有均匀排布的纤维式组合填料（5）；所述第二好氧池（3-2）还通过第二回流管道（17）和第二回流泵（18）与缺氧池（2）连接；

所述沉淀池（4）为平流式沉淀池；所述沉淀池（4）底部设置有集泥斗（19）；所述集泥斗垂直于水流方向，且各集泥斗内部均分别***一排泥管（20）；所述排泥管（20）垂直于水流方向；排泥管（20）一端均伸出沉淀池（4）的底部，伸出端与三通连接，三通的一条通道与排泥井（21）连通，三通的另一条通道通过第三回流管（22）和第三回流泵（23）与厌氧池（1）连接；

设备的出水口（24）设置在沉淀池（4）的后端，靠近设备出水口（24）处设置有出水堰（25）。

2.根据权利要求1所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述集泥斗为倒棱台状，上底与下底的长度比为2:1；所述出水堰（25）的形状为锯齿状。

3.根据权利要求1所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述好氧池中添加有纤维式组合填料（5）。

4.根据权利要求1所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述第二好氧池（3-2）所添加的纤维式组合填料（5）比第一好氧池（3-1）密度更大。

5.根据权利要求1所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述排泥管（20）***集泥斗的部分等距离均匀开有小孔。

6.根据权利要求1或5所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述沉淀池（4）底部设置的集泥斗（19）有3条；各集泥斗内部均分别***排泥管（20）；3条排泥管（20）一端均伸出沉淀池（4）的底部，伸出端合并为一个出口后通过三通连通，三通的一条通道与排泥井（21）连通，三通的另一条通道通过第三回流管（22）和第三回流泵（23）与厌氧池（1）连接。

7.根据权利要求1所述的一种填料型农村污水一体化处理装置，其特征在于，所述厌氧池（1）内通过缺氧-厌氧回流富集含有反硝化聚磷菌；所述缺氧池（2）内含有反硝化细菌和反硝化聚磷菌；所述好氧池内含有硝化细菌和反硝化聚磷菌，所述纤维式组合填料（5）为硝化细菌提供了栖息场所，其生物膜上含有硝化细菌。